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Procesos y destrezas, integración de las ciencias, la ingeniería, la tecnología y la sociedad con la naturaleza y conceptos transversales e ideas fundamentales
actividades. Se dividirá el grupo en subgrupos de 3 o 4 personas y se le asignará a cada subgrupo una de las siguientes actividades. Uno o dos grupos tendrán la actividad #1, otros dos grupos tendrán la actividad #2 y otros dos grupos tendrán la actividad #3. El maestro asignará las actividades equitativamente, según la cantidad de estudiantes que tenga en el salón.
Actividad #1: Formando las capas de la Tierra por densidad:
Materiales:
1. Vaso o envase de vidrio transparente 2. Agua con colorante azul (también se puede utilizar leche) 3. Alcohol 4. Líquido de fregar verde o rosa 5. Aceite vegetal (de cocinar) 6. Sirope de maíz (de pancakes) 7. Tuercas medianas 8. Uvas 9. Tapas plásticas de botella de refrescos 10. Pedazo de corcho
Nota: Los materiales pueden ser entregados por el maestro o previamente asignados para que los estudiantes los lleven al salón de clases.
Procedimiento:
1. Coloca sobre la mesa un vaso o envase de vidrio transparente.
2. Echa, a discreción, cada uno de los siguientes líquidos: agua con colorante azul, alcohol, sirope de maíz, líquido de fregar verde o rosa y aceite vegetal. Los puedes echar en cualquier orden. Lo importante es que se haga con cuidado y lentamente.
Espera a que cada líquido se asiente para añadir el próximo.
3. Luego de que todos los líquidos se hayan asentado, añade una tuerca al envase.
Cuando esta ya no esté en movimiento, agrega una uva, después una tapa plástica de botella de refresco y por último un pedacito de corcho.
4. Observa detenidamente lo que ocurre y discute con tus compañeros de equipo lo que piensas que está sucediendo y por qué. ¿Cómo se relaciona esto con la atmósfera? Puedes utilizar tu teléfono celular para buscar información sobre este tipo de experimento.
5. Explica tus ideas al grupo completo.
1. Cuando los estudiantes de cada subgrupo vayan ofreciendo su explicación al grupo completo, el maestro aprovechará para discutir con los demás alumnos el tema. Esto se hará después de cada actividad. Recuerda que estos líquidos tienen diferentes densidades (ver tabla de densidades) y al echarlos juntos ellos no se mezclan, si no que se colocan unos sobre otros según su densidad. El docente debe enseñar el concepto de densidad que es: Densidad = masa / volumen. El líquido que contiene menor densidad, se ubica arriba. Eso ocurre con nuestra atmósfera, a mayor altura menor densidad.
2. Luego de hablar sobre la densidad, el docente enlazará esta actividad con las distintas capas de la atmósfera de la Tierra y los procesos que ocurren en ella. Se
debe enfatizar lo siguiente:
La atmósfera se extiende 9,600 km (6,000 millas) sobre la superficie terrestre y su densidad disminuye rápidamente con la altitud. El 97% del aire se concentra en los primeros 29 km (18 millas). Tomando en consideración el parámetro de la temperatura, la atmósfera se divide en cinco capas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera y exosfera. La troposfera es la capa que está más cerca de la superficie de la Tierra. Está a una altura entre 10 a 16 km (6.21 – 9.94 millas) de la Tierra. Sin embargo, podría estar a 20 km (12.43 millas) en los trópicos y cerca de 9 km (5.59 millas) en los polos. Es en esta capa que tanto la temperatura como el vapor de agua disminuyen según aumenta la altura. Allí se encuentra el aire que respiramos y es donde se producen todos los fenómenos meteorológicos que afectan a los seres vivos, como por ejemplo, la lluvia, el viento y los huracanes, entre otros.
Sobre la troposfera se encuentra la estratosfera. Estas capas están separadas por la tropopausa, que es la zona de transición entre ambas. La estratosfera, normalmente está localizada entre 15 km a 50 km (9.32 a 31.07 millas) de altura, dependiendo de la región de la superficie terrestre. En esta capa, la temperatura es mayor que en la troposfera y mientras la altura aumenta, más incrementa esta temperatura. Esto se
Material Densidad (g/cm3 o g/mL) Alcohol 0.79 Aceite vegetal 0.92 Agua 1.00 Líquido de fregar 1.06 Sirope de maíz (de pancakes) 1.33 Leche 1.032
* La densidad de cada producto puede variar según la marca y el fabricante. Se debe verificar la densidad del líquido que se utilice antes de ofrecer el tema a los estudiantes.
debe a que la estratosfera contiene la capa de ozono que absorbe la mayoría de la luz ultravioleta del Sol. La función del ozono es bloquear estos rayos ultravioleta y actuar como un escudo protector permitiendo que pasen, solamente, las radiaciones que permiten la vida en la Tierra.
La tercera capa de nuestra atmósfera es la mesosfera y está separada de la estratosfera por la estratopausa, que es la zona de transición entre las dos. Esta capa se extiende desde la estratosfera hasta 85 km (52.82 millas) de altura. Aquí, la temperatura disminuye según se va ganando altura. Tanto es así que, en el límite superior se registra la temperatura más baja de la atmósfera, aproximadamente -130 oF (-90 oC). La mesosfera termina en la mesopausa. A partir de allí comienza la termosfera.
La termosfera, también llamada ionosfera, es la capa más caliente de todas y llega hasta 500 km (310.7 millas) sobre la superficie terrestre. Las temperaturas altas en esta capa se deben a que las moléculas de oxígeno (O2) absorben energía de los rayos solares lo que ocasiona que el aire se caliente. Debido a que hay pocos átomos y moléculas en la termosfera, la absorción de una pequeña cantidad de energía solar puede producir un aumento significativo en la temperatura del aire. Esta temperatura puede llegar a más de 1,832 oF (1,000 oC). Es en esta capa en la que se desintegran la mayor parte de los meteoritos al rozar el aire. Por otro lado, las partículas cargadas que son atrapadas por el campo magnético, producen las auroras boreales y australes que se pueden observar en los polos. También en esta capa, se pueden reflejar las ondas de radio y de TV.
Esta imagen ilustra las distintas capas de la atmósfera y algunas de sus características. Las capas más altas tienen menor densidad. Esta foto muestra distintos líquidos que tienen diferentes densidades y que se están utilizando para comparar el orden de las capas de la atmósfera de la Tierra.
En la parte más alta de la termosfera, esta se va uniendo gradualmente con la exosfera. La exosfera es la zona de transición entre la atmósfera terrestre y el espacio. Aquí las moléculas y los átomos que no están sujetos a la gravedad terrestre, escapan hacia el espacio lentamente. En esta área se encuentran los satélites artificiales de la Tierra.
Actividad #2: La atmósfera en tu cocina
Materiales:
1. Rodajas de bizcochos de diferentes sabores (que sean de distintos colores, ver foto)
2. Frosting de dos colores diferentes (pueden ser blanco, azul, marrón o rosa; se puede utilizar el que ya viene preparado)
3. Espátula para colocar el frosting 4. Platos de cartón 5. Servilletas
1. Coloca sobre la mesa un plato de cartón.
2. En el centro del plato, pon una rodaja de bizcocho.
3. Sobre esa rodaja de bizcocho, coloca una capa de frosting.
4. Luego, coloca otra rodaja de bizcocho, de otro color, sobre la capa de frosting.
5. Sobre esta segunda rodaja de bizcocho, coloca otra capa de frosting de otro color.
6. Para finalizar, coloca una última rodaja de bizcocho.
7. Discute con tus compañeros de equipo qué representan cada rodaja de bizcocho y el frosting en términos de la atmósfera.
8. Explica tus ideas al grupo completo.
Actividad #3: Mural de las capas de la atmósfera
Materiales:
1. Papel de estraza marrón o blanco 2. Pinturas de diferentes colores; pueden ser lápices de colores, crayolas, magic markers, pintura acuarela o cualquier otra pintura que sea fácil de manejar en el salón de clases 3. Papel de construcción, cartulina, papel de periódico, plastilina o cualquier material sencillo, económico y que se pueda reciclar fácilmente 4. Tijeras 5. Pega blanca (puede ser en barra) 6. Tape (puede ser tape de dos caras, tape transparente o masking tape)
Procedimiento:
1. Corta un pedazo de papel de estraza de forma que quede como una columna, tipo banner. Debe quedar bastante largo para que se vea como un mural.
2. Luego, pega el papel de estraza en una pared del salón utilizando masking tape, tape de dos caras o tape transparente. Asegúrate de que el tape no daña la pared del salón.
3. En la parte inferior del papel de estraza, dibuja el planeta Tierra o parte de este. Utiliza las pinturas, lápices de colores, crayolas, magic markers o cualquier otra herramienta que trajiste para colorear.
4. En la parte superior del papel, sobre el planeta, dibuja o construye las capas de la atmósfera terrestre. Para esto, puedes utilizar las mismas pinturas del paso anterior o cualquier otro material como: papel de construcción, plastilina, papel de periódico, entre otros. Sé creativo.
5. Luego, construye diferentes elementos que se pueden encontrar en cada capa o procesos que se lleven a cabo en estas. Ejemplos de estos elementos pueden ser los siguientes: un cohete, un globo aerostático, varias nubes, un meteorito o estrella fugaz y un satélite. Los puedes hacer 3D o puedes utilizar los dibujos provistos en esta guía y cubrirlos con plastilina. También se pueden utilizar otros materiales tales como: algodón, papel de periódico o de estraza, pinturas, entre otros.
6. Coloca cada elemento antes construido en la capa de la atmósfera terrestre en el que se puede encontrar.
7. Discute con tus compañeros cada capa de la atmósfera y por qué cada elemento lo ubicaste en la capa seleccionada. Puedes utilizar tu celular para buscar información sobre estas capas y los procesos que se llevan a cabo en ellas.
8. Explica tu trabajo al grupo completo.
C. Cierre
1. Para comprobar que los estudiantes comprendieron lo que es la atmósfera y sus componentes, se repasará la definición que los alumnos ofrecieron al principio.
2. Para finalizar, se les entrega a los estudiantes una hoja de Respuesta Escrita Inmediata o técnica REI en la que los estudiantes deben demostrar lo aprendido en clase.
3. Se aclararán las dudas sobre el tema.
Asignación:
1. Se les puede pedir a los estudiantes que, los que tengan tecnología, entren a las siguientes páginas para repasar lo aprendido. http://www7.uc.cl/sw_educ/contam/fratmosf.htm http://cienciasnaturales.es/ATMOSFERA.swf http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esobiologia/3quincena1/imagenes1/ atmosfera.swf http://www.caosyciencia.com/visual/fla.php?id_fla=142 http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/1esobiologia/1quincena5/1q5_ contenidos_2a.htm
2. Se le asignará a los estudiantes que busquen información sobre los planetas rocosos: Venus,
Marte, Tierra y Mercurio. Pueden utilizar diferentes fuentes, incluyendo la Internet. Deben buscar lo siguiente aspectos de cada planeta:
a. Composición de la atmósfera (¿qué elementos la componen, por ej. oxígeno, nitrógeno, entre otros) b. Clima c. Si hay vida o si existe posibilidades de vida d. Si la atmósfera posee diferentes capas y qué distancia hay entre ellas (si las tiene) e. Distancia entre cada planeta y el Sol f. Distancia entre cada planeta y la Tierra
3. Además, para la próxima clase los estudiantes deben traer uno de los siguientes objetos:
M&M (redondos sencillos) de colores, Skittles, Jellybeans, gummy bears, confeti redondo o canicas.
Reflexión sobre la praxis:
La reflexión será realizada por el maestro luego de concluir la clase.
Acomodo razonable:
Se ofrecerá acomodo razonable a todos los estudiantes que así lo necesiten. A los estudiantes que tengan alguna dificultad, ya sea física o cognoscitiva, se les otorgará tiempo razonable para realizar sus tareas, tutorías en las horas de oficina y las oportunidades necesarias según sea el caso.
Estándares de contenido y expectativas de grado
Ciencias Físicas
Expectativas e indicadores:
La materia y sus interacciones
6.F.CF1.EM.1 Agrupa y clasifica la materia por sus propiedades físicas y químicas.
6.F.CF1.EM.2 Aplica el concepto de utilidad de las propiedades físicas y químicas en la vida diaria.
Química
Expectativas e indicadores:
La materia y sus interacciones
ES.Q.CF1.EM.12 Discrimina entre las propiedades físicas extensivas e intensivas de la materia y analiza ejemplos variados de situaciones en donde la propiedad del material es fundamental para diversos usos.
Define lo que es la atmósfera. ¿Cómo se formó la atmósfera de la Tierra? ¿De qué gases se compone la atmósfera de la Tierra?
¿Cómo se formaron los mares y los océanos a partir de la atmósfera? ¿Cómo llegó a la atmósfera gran parte del oxígeno que existe? ¿Cuántas capas tiene la atmósfera terrestre? Menciona sus nombres.
¿Cómo se llama la primera capa y qué ocurre en ella?
¿En cuál de las capas atmosféricas de la Tierra se encuentra la capa de ozono? ¿Cuál es la función de esta capa de ozono? ¿Qué ha estado pasando con la capa de ozono?
¿Cuál es la tercera capa de la atmósfera y qué ocurre con la temperatura allí? ¿En qué capa se forman las auroras boreales y australes? ¿En qué posición se encuentra la exosfera?
¿Qué factores aumentan el dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera terrestre? ¿Cuáles son los efectos del aumento del dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera?
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Universidad de Puerto Rico Recinto Universitario de Mayagüez Programa Sea Grant
Las capas de la atmósfera
Nombre: _____________________________ Maestro (a): __________________________ Fecha: ______________________________ Grado-Grupo: ________________________
Instrucciones: La atmósfera terrestre se compone de varias capas, determinadas por la diferencia en temperatura. Para que puedas aprender sobre cada una de estas capas, realiza una (1) de las siguientes actividades. El grupo se dividirá en subgrupos de 3 o 4 personas y se le asignará la actividad que el maestro decida. Todos podrían hacer la misma actividad o cada uno hacer una diferente. El maestro será el que tome la decisión.
Actividad #1: Formando las capas de la Tierra por densidad
Materiales:
1. Vaso o envase de vidrio transparente 2. Agua con colorante azul (también se puede utilizar leche) 3. Alcohol 4. Líquido de fregar verde o rosa 5. Aceite vegetal (de cocinar) 6. Sirope de maíz (de pancakes) 7. Tuercas medianas 8. Uvas 9. Tapas plásticas de botella de refrescos 10. Pedazo de corcho
Nota: Los materiales pueden ser entregados por el maestro o previamente asignados para que los estudiantes los lleven al salón de clases.
Procedimiento:
1. Coloca sobre la mesa un vaso o envase de vidrio transparente.
2. Echa, a discreción, cada uno de los siguientes líquidos: agua con colorante azul, alcohol, sirope de maíz, líquido de fregar verde o rosa y aceite vegetal. Los puedes echar en cualquier orden.
Lo importante es que se haga con cuidado y lentamente. Espera a que cada líquido se asiente para añadir el próximo.
3. Luego de que todos los líquidos se hayan asentado, añade una tuerca al envase. Cuando esta ya no esté en movimiento, agrega una uva, después una tapa plástica de botella de refresco y por último un pedacito de corcho.
4. Observa detenidamente lo que ocurre y discute con tus compañeros de equipo lo que piensas que está sucediendo y por qué. ¿Cómo se relaciona esto con la atmósfera? Puedes utilizar tu teléfono celular para buscar información sobre este tipo de experimento.
5. Explica tus ideas al grupo completo.
Actividad #2: La atmósfera en tu cocina
Materiales:
1. Rodajas de bizcochos de diferentes sabores (que sean de distintos colores, ver foto)
2. Frosting de dos colores diferentes (pueden ser blanco, azul, marrón o rosa; se puede utilizar el que ya viene preparado)
3. Espátula para colocar el frosting 4. Platos de cartón 5. Servilletas
Procedimiento:
1. Coloca sobre la mesa un plato de cartón.
2. En el centro del plato, pon una rodaja de bizcocho.
4. Luego, coloca otra rodaja de bizcocho, de otro color, sobre la capa de frosting.
5. Sobre esta segunda rodaja de bizcocho, coloca otra capa de frosting de otro color.
6. Para finalizar, coloca una última rodaja de bizcocho.
7. Discute con tus compañeros de equipo qué representan cada rodaja de bizcocho y el frosting en términos de la atmósfera.
8. Explica tus ideas al grupo completo.
Actividad #3: Mural de las capas de la atmósfera
Materiales:
1. Papel de estraza marrón o blanco 2. Pinturas de diferentes colores; pueden ser lápices de colores, crayolas, magic markers, pintura acuarela o cualquier otra pintura que sea fácil de manejar en el salón de clases 3. Papel de construcción, cartulina, papel de periódico, plastilina o cualquier material sencillo, económico y que se pueda reciclar fácilmente 4. Tijeras 5. Pega blanca (puede ser en barra) 6. Tape (puede ser tape de dos caras, tape transparente o masking tape)
Procedimiento:
1. Corta un pedazo de papel de estraza de forma que quede como una columna, tipo banner. Debe quedar bastante largo para que se vea como un mural.
2. Luego, pega el papel de estraza en una pared del salón utilizando masking tape, tape de dos caras o tape transparente. Asegúrate de que el tape no daña la pared del salón.
3. En la parte inferior del papel de estraza, dibuja el planeta Tierra o parte de este. Utiliza las pinturas, lápices de colores, crayolas, magic markers o cualquier otra herramienta que trajiste para colorear.
4. En la parte superior del papel, sobre el planeta, dibuja o construye las capas de la atmósfera terrestre. Para esto, puedes utilizar las mismas pinturas del paso anterior o cualquier otro material como: papel de construcción, plastilina, papel de periódico, entre otros. Sé creativo.
5. Luego, construye diferentes elementos que se pueden encontrar en cada capa o procesos que se lleven a cabo en estas. Ejemplos de estos elementos pueden ser los siguientes: un cohete, un globo aerostático, varias nubes, un meteorito o estrella fugaz y un satélite. Los puedes hacer 3D o puedes utilizar los dibujos provistos en esta guía y cubrirlos con plastilina. También se pueden utilizar otros materiales tales como: algodón, papel de periódico o de estraza, pinturas, entre otros.
6. Coloca cada elemento antes construido en la capa de la atmósfera terrestre en el que se puede encontrar.
7. Discute con tus compañeros cada capa de la atmósfera y por qué cada elemento lo ubicaste en la capa seleccionada. Puedes utilizar tu celular para buscar información sobre estas capas y los procesos que se llevan a cabo en ellas.
8. Explica tu trabajo al grupo completo.
Universidad de Puerto Rico Recinto Universitario de Mayagüez Programa Sea Grant
Técnica REI: Las capas de la atmósfera
Nombre: _____________________________ Fecha: ______________________________
Maestro (a): __________________________ Grado-Grupo: ________________________
Instrucciones: Lee cuidadosamente las premisas que se presentan a continuación y contesta cada una de ellas, utilizando el conocimiento que adquiriste durante la clase. Escribe tu respuesta en el espacio provisto.
1. Atmósfera es: ___________________________________________________________
2. La atmósfera de la Tierra tiene ____________ capas.
3. Los huracanes y los eventos meteorológicos ocurren en la capa de la atmósfera llamada:
4. Los satélites artificiales orbitan en: _____________________________.
5. En la capa _____________________________ la temperatura aumenta
significativamente.
6. ¿En cuál capa de la atmósfera terrestre se forman las nubes?
7. La capa que nos ayuda a protegernos de la radiación ultravioleta del Sol es
_____________________________ y se encuentra en la siguiente capa de la atmósfera
de la Tierra _____________________________.
8. Las estrellas fugaces se observan en la siguiente capa de la atmósfera terrestre:
